[发明专利]视频编码设备、视频解码设备、视频编码方法、视频解码方法和程序

说明书

在本发明中，一种视频编码设备能够从多个色空间之中以编码块为单位选择预测误差信号的色空间，并且包括以下：用于导出针对每个色空间的量化偏移的自适应色度量化偏移导出部；以及使用针对每个色空间的色度量化偏移对量化系数图像执行反向量化的反向量化部。

技术领域

本发明涉及一种使用残差域中的自适应色变换和色度(色差)量化偏移的视频编码设备和视频解码设备。

背景技术

在基于高效率视频编码(HEVC)/H.265的视频编码系统中，数字化图像的每个帧被划分为编码树单元(CTU)并且相应的CTU按照光栅扫描的顺序被编码。CTU被划分为按照四叉树结构的编码单元(CU)并且然后被编码。每个CU被划分为预测单元(PU)并且被预测。而且，每个CU的预测误差被划分为按照四叉树结构的变换单元并且然后被频率变换。

CU是针对帧内预测或者帧间预测的编码单位。

帧内预测(intra prediction、intra-frame prediction)是用于根据待编码的帧的经重建的图像来生成预测信号的预测。在HEVC/H.265中，定义了33个类型的角帧内预测等。在角帧内预测中，待编码的块周围的经重建的像素被外插在图14中所描绘的33个方向中的任何方向上以生成帧内预测信号。

除角帧内预测之外，DC预测和平面预测被指定为帧内预测。在DC预测中，参考图像的平均值被用作待预测的TU中的所有像素的预测值。在平面预测中，通过来自参考图像中的像素的线性内插来生成预测图像。

帧间预测(inter-frame prediction)是基于在显示时间方面与待编码的帧不同的经重建的帧的图像(参考图)的预测。帧间预测也被称为帧间预测(inter prediction)。在帧间预测中，帧间预测信号基于参考图的经重建的图像块被生成(如果必要的话，使用像素内插)。

数字彩色图像由RGB数字图像组成。数字彩色图像一般地被变换为除RGB空间外的色空间中的信号以当彩色图像通过传输线被传输时增加压缩效率(减小数据量)。例如，图像信号被变换为其中亮度信号(Y)和色度信号(Cb，Cr)的组合被组成的色空间(YCoCr空间)中的信号。

通过变换针对通过使用偏移值“chroma_qp_index_offset”造成的亮度信号来生成针对色度信号的量化参数(QP)。在HEVC中，cb_qp_index_offset(第一色度量化偏移)被应用到Cb，并且cr_qp_index_offset(第二色度量化偏移)被应用到Cr。

在HEVC的RExt(范围扩展)中，执行扩展函数的标准化(参见非专利文献1)。

作为用于使用RExt来进一步增加扩展函数的压缩效率的方法，已经提出了非专利文献2中的被称为“残差域中的自适应色变换”的技术。如在图17中所图示的，残差域中的自适应色变换是以块为单位(按照块)自适应地将RGB空间的图像信号的预测误差信号变换为YCoCr空间的信号的技术。

具体而言，以块为单位(按照块)选择是直接地压缩RGB空间的预测误差信号还是在压缩之前通过使用下面所描述的前向色空间变换矩阵(参见等式(1))将预测误差信号变换为YCoCr的信号是可能的。而且，图17图示了数据关于阴影块而被压缩在YCoCr空间中并且数据关于其他块而被压缩在RGB空间中的示例。

通过cu_residual_csc_flag语法信号来通知关于被用于块的数据压缩的色空间的信息。等式“cu_residual_csc_flag＝0”表示RGB空间的信号被压缩，同时“cu_residual_csc_flag＝1”表示信号在其被变换到YCoCr空间之后被压缩。

如果cu_residual_csc_flag＝1，则接收器(视频解码设备)通过使用下面所描述的后向色空间变换矩阵将YCoCr空间的信号恢复成RGB空间的信号并且然后执行解码处理。

[数学1]